CN2采用的关键技术盘点

日期：2007年5月6日作者：查看:[大字体中字体小字体]

　　CN2，中国电信正在着力打造的下一代IP骨干网，它承载了中国电信关于未来的一切美好憧憬与希望，从网络、业务、管理到3G、NGI、NGN，CN2无疑将成为中国电信手中的另一张王牌。
　　
　　这张王牌的分量有多重，还要看这张网上能提供什么样的业务，而业务的多少和优劣，甚至独特性，则是由网络采用的技术决定的。通信技术的发展是以月为单位计算的，一项技术的兴起与落寞也许就在短短的一年之内，所以要保护网络的投资，运营商必须具有前瞻性的眼光，同时更要用谨慎、客观的态度来选择网络产品，以及其具备的功能。
　　
　　中国电信在规划CN2上应采用的技术时，既充分满足了与上一代IP网络的衔接，又考虑到了网络性能的提升和对新业务的支持，使得CN2成为一个既实用、又好用、还耐用的下一代IP骨干网。
　　
　　CN2采用的新技术
　　CN2采用的新技术亮点颇多，可以总结为以下几个方面：
　　
　　全网启用MPLS，最多支持5级标签，外层采用LDP信令，提供L3VPN业务，并试验基于Martini草案的点到点L2VPN业务。
　　
　　核心节点构建单独的MPLSTEDomain，采用RSVP信令，穿越TEDomain的LSP采用LDPOverRSVP方式，核心区域具备TE能力，并利用基于TE的FRR技术为50条广域10G波分链路提供50ms链路、节点故障保护。
　　
　　全网采用ISISLevel2only路由结构，启用路由快速收敛，力争做到当节点或链路故障时小于1S的故障恢复。
　　
　　全网启用基于Diffserv模式的QoS技术，划分8个业务等级，为不同等级业务分配不同带宽并采用不同队列调度机制。
　　
　　全网所有节点需要支持数据无中断转发，通过平稳协议重启(支持ISIS、BGP、LDP和RSVP)和Hitlessswitchover两种技术实现。
　　
　　计划采用路由器堆栈技术和40G链路技术
　　其中值得注意的是，CN2在服务质量、安全性和靠可性等问题上得到了大幅度的加强：8层的QoS在目前来讲还十分罕见，它能为用户提供的服务质量保证也是目前的IP网络无法望其项背的；VPN可以实现安全的网络隔离，CN2不仅支持L3VPN，还开始对L2VPN进行试验，使VPN业务更加完善；CN2还充分考虑到了体系结构的冗余，在路由引擎发生故障的情况下，可通过无中断路由引擎切换实现无中断转发，而平稳协议路由重启技术则是在网络发生中断或切换时，在一定时间保持原状态，使业务继续进行转发，这两项技术都对提升网络可靠性起到了至关重要的作用。
　　
　　另外，由于CN2支持IPv6硬件转发，较好地保证了网络转发的性能和效率；而通过支持组播技术，节省了网络带宽，减轻网络负荷，使视频会议、视频点播、多点文件传输、信息通告等基于组播的业务能够在CN2上顺利开展；CN2还采用了路由器堆栈技术和40G链路技术，使得网络能力得到了进一步的提升。
　　
　　从以上的技术指标中我们不难发现，CN2重视的网络性能已经不再局限于Cisco制定的标准，而是更广泛地吸纳了其他设备供应商的意见。进入竞争的结果是CN2的建设成本得到了大幅度降低，在技术上也更具包容性。
　　
　　在CN2的众多技术特色中，流量工程和分类服务技术占有非常重要的位置。下面我们将就这两项技术的特色和其在CN2中的作用及地位做详细介绍，希望能为其他IP骨干网的建设带来一定启示。
　　
　　亮点之一：流量工程提高网络安全性
　　流量工程的作用就是将流量映射到现有网络的物理拓扑结构中，流量工程可以避开IGP计算出的最短路径，选择一条不容易发生阻塞的路径来通过网络。
　　
　　IP协议与ATM等电路交换网络不同，是分组交换，其本质是无连接的，不能提供端到端的电路统计；另外，现在广泛使用的IGP是基于链路的状态，用metric值来静态反映链路的带宽，而不能真正体现当前网络中资源的使用情况，从而很难在网络中实现真正的网络优化，原因有三：
　　
　　1.在不同开销的多条路径间不能实现负载的均衡。修改IGP中通路的metric会为网络带来很多负面的影响。
　　
　　2.在多条路径间，每条路径平均分配来自同一源节点的负载，即使某一条通路还要承载来自其它的源节点的流量。
　　
　　3.IGP总是需要一个收敛过程，所以在线路出现故障时，总会存在服务中断的情况
　　
　　流量工程提供的能力包括：
　　避开瓶颈或网络中的阻塞点。在网络中提供精确的流量控制，当主通路发生故障时可以将流量重新选路，这个倒换的时间可以在50ms内完成，可与SDH的自动保护达到同一级别。能够充分利用现有带宽，不会发生网络中的某一子网发生过载时另一网络中的子网仍然空闲的情况。
　　
　　大大丰富了网络的可操作性。流量工程作为一种基于MPLS的技术，在骨干网上应用，充分利用数据标签引导数据包在开放的通信网络上高速、高效传输的新技术。它在一个无连接的网络中引入连接模式从而减少了网络复杂性，使得数据包的流向完全由运营商来掌控。
　　
　　TE在骨干网上的应用，可以使运营商更加方便地进行流量分析、流量优化与网络的自动保护：由于实现TE的LSP(标记交换路径)上流量的流向都是固定的，这个LSP上的流量都可以进行准确统计；通过流量工程的网络流量统计分析，可以根据网路流量的状况，在不同的节点间建立不同的显式路径LSP，引导流量按照规划的路径进行传递，将原本流经负担较重设备及较为拥塞链路的流量分担到相对空闲的设备和链路上，优化网络流量；传统IP路由的恢复时间量级在几十秒，流量工程自愈恢复不仅可以达到SDH的倒换级别还可以避免SONET/SDH50%开销的，提供了高性能恢复的新选择。
　　
　　可以看出采用了流量工程技术的CN2可以节约运营的成本，提高网络的带宽的利用率，还可以提高网络的安全性。
　　
　　亮点之二：分类服务保证QoS
　　互联网虽然在商业上取得很大的成功，但是在发展的过程中面临着许多的挑战，特别是现在全网业务都在向分组化过渡，IP技术基于Best-Effort模式的传送方式，越来越成为业务发展的瓶颈。可以试想话音业务对于传送中的时延与抖动非常敏感，如果同对于时延与抖动均不敏感的网页浏览业务一起传送，在网络拥塞时，网络会不加区分地把数据包进行丢弃，最后的效果是话音业务的质量达到不可接受的地步。
　　
　　现在技术的发展使得在互联网上也可以实现业务QOS的保障，设备的硬件可以高速转发数据，对于转发的数据如果加以一定的策略，对业务进行分类后，设备还可以对不同类别的业务进行不同优先级的保障。
　　
　　"分类服务(Diff-serv)"是最可能解决IP网中业务的服务质量的技术措施。IP网是一个不面向连接的网，因而任何面向连接技术措施，实际上都是违背IP网的设计初衷的，也是会大大增加网络的复杂度。要解决IP网业务的服务质量问题，最理想的方法是仍采用不面向连接的技术来解决，分类服务就是这种技术的一个代表。分类服务的本质是将IP网中的业务分为几类，对每一类业务分配合适的网络资源，以保证该类业务必须的服务质量。分类服务的实现技术关键有四项：
　　
　　第一，支持分类服务的网络，该网络能够按各类业务对网络资源的需求分配相应的资源；从另一角度来看，支持分类服务的网络也可看作是一个可以构建若干个全局性资源独立虚拟专网的网络，每一个全局性资源独立虚拟专网所需的资源，可以根据业务的数学模型来计算，并予以保证。
　　
　　第二，支持分类业务网络的边缘接入设备应具有业务分类和对用户使用的业务量管理和控制的能力。任何一个商业性运行的网络，如果要求网络能支持业务的服务质量，则它一定不能依靠用户"自律"来实现，必须要依靠网络设备，特别是网络边缘设备的业务量管理功能来实现。
　　
　　第三，业务的分类有二个方面的问题，其一是应分多少类？这是一个很大的问题，实质上它也是决定分类业务成败的关键。由于IP电信网是一个大网络，它必须要有良好的可扩展性，要实现网络的可扩展性，业务类别宜少，一般分为4类即可，最多也不要超过8类。其二是业务的分类在何处实现？目前的业务分类是在用户终端处来实现的，对任何一个商用系统运营商不采取措施，期望依靠用户自律来实现网络的管理和维持网络的正常秩序是不现实的，因而业务分类应在网络的边沿节点设备上。
　　
　　第四，网络的节点性能要足够优良，节点的丢包时延抖动性能必须足够好，而不会影响业务的服务质量。
　　
　　服务质量是从业务层面来衡量的，要真正解决服务质量问题，不是只在网络层采取技术措施就可以解决的，而是要从应用层到网络层多层联合起来考虑才有望解决。CN2在QoS方面的全网部署是个非常有益的尝试，如何进行QoS的分类，网络资源如何在不同业务间分配都将是极重要的运营经验。不仅保证CN2平稳运营，对于网络如何向下一代演进也有非常重要的指导意义。
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